原子荧光法测定龙山卷丹百合中砷、汞含量

袁志鹰　陈乃宏　周小江　邓湘波　曾光　刘芳　黄惠勇

摘要：目的 优化微波消解条件，测定龙山卷丹百合中砷、汞的含量。方法 采用自动微波消解仪，在聚四氟乙烯微波管中用HNO3-H2O2消解龙山卷丹百合样品，并通过原子荧光法分别测定龙山卷丹百合中砷、汞的含量。结果 龙山卷丹百合是砷的含量范围为0.031～0.507 mg/kg，汞的含量最高为0.024 mg/kg，砷、汞的线性方程分别为Y=221.23X+170.72（r=0.995 9）、Y=503.52X-682.43（r=0.999 2）。生产基地的样品中砷、汞元素加样回收率分别为94.32%、92.48%，RSD分别为2.14%、2.70%；育种基地的样品中砷、汞元素加样回收率分别为94.95%、93.52%，RSD分别为1.15%、1.97%。结论 该方法易操作、可靠，可用于龙山卷丹百合中砷、汞含量的测定，同时为龙山卷丹百合生产与育种基地选址提供参考。

关键词：卷丹百合；微波消解；原子荧光法；砷；汞

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2018.03.020

中图分类号：R284.1 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2018）03-0090-04

Abstract： Objective To analyze and discuss the content determination of As and Hg from Lilium Lancifolium in Longshan County； To optimize microwave digestion conditions. Methods Automatic microwave digestion appratus was used. Lilium Lancifolium samples from Longshan County were digested in teflon microwave tube with HNO3-H2O2， and As and Hg were measured with atomic fluorescence spectrometry （AFS）. Results The content of As was in the range of 0.031–0.507 mg/kg， and the highest content of Hg was 0.024 mg/kg. The regression equation was Y=221.23X+170.72 （r=0.995 9）， Y=503.52X-682.43， （r=0.999 2）. For the production base， the recoveries of As and Hg were 94.32% and 92.48% in the samples， and RSD were 2.14% and 2.70%； for the breeding base， the recoveries of As and Hg were 94.95% and 93.52% in the samples， and RSD were 1.15% and 1.97%. Conclusion The method is simple and reliable， which can be used to the content determination of As and Hg from Lilium Lancifolium， and provide references for the choice of base of production and breeding of Lilium Lancifolium in Longshan County.

Keywords： Lilium Lancifolium； microwave digestion； atomic fluorescence spectrometry； As； Hg

百合為百合科百合属多年生草本球根植物，株高一般约70～150 cm，鳞茎为其主要药用部位，先端常开放如莲座状，整体呈淡白色球形，由多片肉质肥厚、卵匙形的鳞片聚合而成，具有养心安神、润肺止咳功效[1-2]。近年来，随着人们对食品药品中重金属问题的高度关注，国内外对中药材的质量要求逐渐提高，从产地环境到饮片，对重金属、硫、农药残留等指标控制十分严格[3-4]。龙山县卷丹百合Lilium lancifolium Thunb.种植基地是我国最大的药用百合种植集中区，也是湖南省龙山县的支柱产业。重金属是否超标已成为影响当地卷丹百合销售的关键性问题，而目前百合的重金属研究主要涉及镉、铅等元素[5]，砷（As）和汞（Hg）元素研究较少，因此，为提高龙山卷丹百合产地环境管理水平，尤其是开展龙山卷丹百合基地中As、Hg元素的快速检测研究已经迫在眉睫。

目前，中药材中As、Hg的检测方法主要有古蔡法或二乙基二硫代氨基甲酸银法、原子吸收分光光度法、氢化物-原子荧光光谱法、电感耦合等离子体-原子光谱法和电感耦合等离子体-质谱仪法等。针对特定的2种重金属元素As、Hg的测定，其中氢化物-原子荧光光谱法、电感耦合等离子体-原子光谱法和电感耦合等离子体-质谱仪法较其他方法具有准确性好、检出限低、灵敏度高等优势[6-7]。但电感耦合等离子体-原子光谱法和电感耦合等离子体-质谱仪法所用仪器价格昂贵，操作复杂，对实验人员素质要求较高。As、Hg元素的测定前处理方法主要有电热板加热消解、微波消解、全自动石墨消解等消解方法[8]。其中电热板加热消解为敞开式消解，若通风系统不够好，对实验人员健康危害较大；全自动石墨消解由电热板加热消解发展而来，能按照设定的程序消解，但石墨消解时间长，需几小时或十几小时不等；微波消解采用高温高压密闭系统消解，消解速度很快，目标分析物损失小，且能够避免外源性因素对试验结果的干扰[9]。

本研究采用微波消解仪，在聚四氟乙烯微波管中用HNO3-H2O2消解龙山卷丹百合样品，采用原子荧光法测定龙山卷丹百合中As、Hg的含量，通过对2个不同取样点龙山卷丹百合样品中As、Hg含量差异性的研究，为龙山卷丹百合生产与育种基地的选址及其质量安全控制提供参考。

1 仪器与试药

AFS-230E原子荧光光度计（北京海光仪器公司），MARS XPRESS微波消解仪（美国培安科技有限公司），SMART2PURE智能一体化超纯水系统（赛默飞世尔科技公司），METTLER TOLEDO ML204电子分析天平（瑞士METTLER TOLEDO公司），0.1～1 mL可调移液枪（美国Gilson公司）。

As单元素溶液标准物质，浓度为1000.0 μg/mL（GBW08611，中国计量科学研究院）；Hg单元素溶液标准物质，浓度为1000.0 μg/mL（GBW08617，中国计量科学研究院）；HCl、HNO3、HClO4（优级纯，德国默克公司）；H2O2（国药集團有限公司）；硫脲、抗坏血酸和重铬酸钾为分析纯。

卷丹百合样品购于湖南省龙山县，共6份，其中3份样品（D-01、D-02、D-03）来自龙山县洗洛乡杜家百合生产基地（北纬N29°24′16″，东经E109°28′20″），另3份样品（G-01、G-02、G-03）来自湖南省龙山县洛塔乡热家村龙山百合高山育种基地（北纬N29°12′22″，东经E109°30′16″），均为2016年10～11月种植的卷丹百合新鲜鳞茎，采收时间为2017年7月，由湖南中医药大学中药系周小江教授鉴定为百合科百合属植物卷丹Lilium lancifolium Thunb.的新鲜鳞茎。

2 方法与结果

2.1 供试品的制备

将采集的鲜卷丹百合鳞茎剥瓣并洗净，置于100 ℃沸水中6 min杀青，再放入65 ℃鼓风干燥箱中14 h，得卷丹百合干片，将干片粉碎，过3号筛，得卷丹百合粉末，备用。

2.2 对照品溶液的制备

精密吸取1000.0 μg/mL As单元素溶液标准物质，逐级稀释至0.50 μg/mL，得As标准贮备溶液。再分别移取0、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00 mL As标准贮备溶液，置于50 mL 量瓶中，加入盐酸5.0 mL、硫脲和抗坏血酸混合溶液（称取10 g硫脲，加入80 mL超纯水，加热溶解，待冷却后加入10 g抗坏血酸，稀释至100 mL，现配现用）10.0 mL，加超纯水定容，即得0～30 ng/mL的As系列溶液。

精密吸取1000.0 μg/mL Hg单元素溶液标准物质，稀释至100.0 μg/mL，得Hg标准贮备溶液。用固定液（将0.5 g重铬酸钾溶于90 mL超纯水中，再加入5 mL硝酸）稀释Hg标准贮备溶液至10.0 ng/mL，得Hg标准工作溶液，分别移取0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、10.00 mL汞标准工作溶液，置于50 mL量瓶中，加入盐酸2.5 mL，加超纯水定容，即得0～2 ng/mL的Hg系列溶液。

2.3 仪器工作条件

原子荧光光度计工作条件见表1。

2.4 供试品消解

称取卷丹百合样品粉末2份，每份约1.0 g，精密称定，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入硝酸7 mL，再加入2 mL双氧水，待反应不剧烈后旋上盖子，置于微波消解仪的炉腔中，按设定的升温程序进行微波消解，消解完全后，将内罐置于电热板上加热挥尽红棕色蒸汽，冷却至室温，加水转入50 mL量瓶中，过滤并定容，即得。同法制备As、Hg空白溶液。

2.5 标准曲线的绘制

移取As、Hg系列溶液，采用原子荧光法，分别进样10 μL，测定吸光度，以对应浓度（C）为横坐标，以标准系列溶液吸光度（A）为纵坐标，进行线性拟合，得As、Hg的线性回归方程，分别为Y=221.23X+170.72（r=0.995 9）、Y=503.52X-682.43（r=0.999 2），结果表明As、Hg分别在0～30 ng/mL、0～2 ng/mL范围内呈现良好线性关系。

2.6 精密度试验

精密量取As、Hg对照品溶液，分别在相同条件下，每一溶液平行测定3次，计算RSD。As溶液的RSD分别为2.10%、2.05%、1.80%、1.98%、1.89%；Hg溶液的RSD分别为3.66%、2.35%、3.88%、3.01%、2.99%，表明仪器精密度良好。

2.7 检测限试验

取按样品消解方法处理的As、Hg空白溶液，分别进行10次重复测定，按照空白信号标准偏差的3倍计算检测限，结果As、Hg的检测限分别为0.03、0.01 ng/mL。

2.8 重复性试验

精密称取卷丹百合样品粉末5份，每份约1.0 g，按“2.4”项下方法制备并测定，按As、Hg线性回归方程采用标准曲线法计算含量，结果As、Hg的RSD分别为2.01%、3.78%，表明本法重复性良好。

2.9 加样回收率试验

精密称取已知As、Hg含量的卷丹百合样品，每份约0.5 g，分别加入高、中、低3个浓度的As、Hg对照品溶液，按“2.4”项下方法进行消解处理，并按上述方法测定，计算加样回收率。生产基地样品中As、Hg元素平均回收率分别为94.32%、92.48%，RSD分别为2.14%、2.70%，结果见表2。育种基地样品中As、Hg元素平均回收率分别为94.95%、93.52%，RSD分别为1.15%、1.97%，结果见表3。表明本法回收率良好。

2.10 样品含量测定

分别精密称取6份不同采样点的卷丹百合样品，按上述消解和测定方法测定As、Hg元素含量，每份样品分析2个平行样，重复测定2次，结果见表4。

3 讨论

为了研究混合消解液对测定结果的影响，本课题组对HNO3、HNO3-HCl、HNO3-HClO4、HNO3-H2O2 4种消解体系进行了对比研究，结果在等体积条件下，HNO3-HClO4、HNO3-H2O2、HNO3-H2O2消解体系具有消解完全、回收率较优的特点，综合考虑到绿色化学和试验人员劳动防护，HNO3-H2O2体系最优。微波消解利用微波产生内加热和吸收极化作用，百合样品体系封闭于消解管内，采用程序控制消解，反应温度稳定，受基体干扰小，结果更可靠。另外，微波消解目标分析物损失小、方便快速，避免了传统电热板消解产生的酸雾对实验人员的伤害。通过测定结果精密度评价，课题组考察了微波消解的温度和时间，得到最佳消解温度和时间。试验结果表明，在优选的微波消解升温程序条件下，既保证了样品消解完全，又减少了消解酸的使用，避免了基体干扰，As元素的精密度在1.89%～2.10%，Hg元素的精密度在2.35%～3.88%，见表5。

湖南省龙山县药用卷丹百合种植规模较大，在全国百合市场中占有率高。本课题组选取的研究区域为龙山百合成片区产区和高海拔育种基地，测定样品中As的含量范围为0.031～0.507 mg/kg、Hg的含量最高为0.024 mg/kg，部分样品未检出Hg，根据《药用植物及制剂进口绿色行业标准》[10]，龙山卷丹百合的As、Hg含量均远低于限度范围，符合绿色食品的品质要求。龙山卷丹百合不同采样点的As、Hg含量差异较大，总体来说，洛塔乡龙山百合高山育种基地样品中As、Hg含量较龙山县洗洛乡生产基地的样品含量高，考虑到龙山县百合主产区的原生态环境较好，无矿业、化工等污染源，可能与土壤背景值有关。

本试验方法中采用的百合预处理方法简单、可靠，适用于各品种百合样品的测定；所采用的微波消解设备操作简单，对实验人员身体损害小，符合绿色化学理念。本方法可以为百合标准化建设中的重金属检查提供参考，同时可提高龙山卷丹百合产地环境管理水平，为龙山卷丹百合的育种基地和生产基地选址提供参考。

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（收稿日期：2017-09-28）

（修回日期：2017-10-18；编辑：陈静）